Question

單位質(zhì)量的某種液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w所需要吸收的熱量，叫做這種液體的汽化熱．通常情況下，同種液體在不同溫度下的汽化熱是不同的．某課外活動小組設(shè)計了如圖所示的裝置，可以用來測定100℃時水的汽化熱．該裝置的測量原理是：用電壓可調(diào)的電加熱器使玻璃容器內(nèi)的水沸騰，用電子天平分別測量沸騰一段時間前后水的質(zhì)量，同時測量所用的時間及在該段時間內(nèi)電加熱器的電壓和電流，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和能量守恒關(guān)系即可求出水的汽化熱λ．由于這個裝置工作時的散熱損失是不可忽略的，該組同學(xué)實驗時測量了兩組數(shù)據(jù)，如下表所示：

	電壓/V	電流/A	時間/s	水的初質(zhì)量/g	水的末質(zhì)量/g
第一組	20	1	300	70	68
第二組	40	2	300	70	60

（1）試簡單說明該裝置的散熱功率是否隨加熱功率的改變而改變．
（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求水的汽化熱λ
（3）針對此實驗提出一些減少實驗誤差的措施．

Answer 1

分析：（1）因為，不論熱功率大小，只要是使水沸騰，水的溫度就保持在沸點，與外界溫度差無關(guān)，所以，該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變．
（2）根據(jù)表中的電壓、電流和時間求出電流做的功也就是水吸收的熱量，有水的初質(zhì)量和末質(zhì)量可求出汽化的水的質(zhì)量，用水吸收的熱量除以汽化的水的質(zhì)量就是水的汽化熱．
（3）可以再多測幾組數(shù)據(jù)取平均值，減小誤差．

解答：解：（1）因為只要水沸騰，水的溫度就保持在沸點，與外界溫度差無關(guān)，所以，該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變．
（2）根據(jù)第一組數(shù)據(jù)，水吸收的熱量：Q=W=UIt=20V×1A×300s=6000J，
汽化的水的質(zhì)量：m=2g，
λ₁=

Q

m

=

6000J

2g

=3000J/g，
根據(jù)第二組數(shù)據(jù)，水吸收的熱量：Q′=W′=U′I′t=40V×2A×300s=24000J，
汽化的水的質(zhì)量：m=10g，
λ₂=

Q′

m′

=

24000J

10g

=2400J/g，
水的汽化熱：λ=

λ1+λ2

2

=

3000J/g+2400J/g

2

=2700J/g．
（3）可以改變水的質(zhì)量和加熱時間再多測幾組數(shù)據(jù)取平均值，減小誤差．
答：（1）因為只要水沸騰，水的溫度就保持在沸點，與外界溫度差不變，所以，該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變．
（2）水的汽化熱λ為2700J/g．
（3）改變水的質(zhì)量和加熱時間再多測幾組數(shù)據(jù)取平均值．

點評：本題考查了電功率和電功的計算，比較基本，難度不大；關(guān)于水的汽化熱學(xué)生可能比較陌生，通過本題可以考查學(xué)生接受新知的能力，是一道好題．